DE2129662B2 - Verfahren zum gleichzeitigen Her stellen von Koks und metallisierten Oxyden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen von Koks einerseits und metallisierten Oxyden.

Drehbare Röstofen sind weithin bekannt und werden mit gutem Erfolg zum Verarbeiten von kohlenstoffhaltigen Stoffen verwendet, wobei eine erhebliche Einsparung an Brennstoff zum Verarbeiten derartiger Stoffe möglich ist. Dies rührt im wesentlichen daher, daß in den letzten Jahren ein Röstofen bekannt geworden ist, der Kohlenstoffhaltige Materialien ohne oder mit nur geringer Wärmezufuhr verkoken kann, wobei die Materialien in dem Röstofen kontinuierlich verarbeitet werden. Der Röstofen zum Ausführen dieses Verfahrens umfaßt im wesentlichen eine luftdichte Kammer mit einem Gewölbe und mit Seitenwänden und mit einem undurchlässigen bewegbaren Herd, auf dem die zu behandelnden Stoffe geschichtet werden. Diese Stoffe enthalten vorzugsweise flüchtige Bestandteile, welche bei Hitzeanwendung ausgetrieben werden. Zuerst wird der Ofen auf die Betriebsilemperatur gebracht, d. h. auf eine Temperatur, die einen Teil der flüchtigen Bestandteile der kohlenstoffhaltigen Stoffe verflüchtigen läßt, wobei diese innerhalb des Ofens an eine Stelle nahe des Gewölbes gelangen, an der auch Luft oder ein Luftsauerstoffgemisch in den Ofen eingeführt wird, welches sich mit den flüchtigen Bestandteilen vermischt ^6s und eine oxydierende Atmosphäre in diesem Bereich des Ofens schafft, während in der Umgebung der behandelten Stoffe eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten wird. Das Verbrennen der flüchtigen Bestandteile in dem oberen Bereich des Ofens führt zu einer Erhitzung des Gewölbes und der Seitenwände, so daß die von diesen Teilen abgestrahlte Wärme und von den oxydierten Bestandteilen im oberen Bereich des Ofens abgegebene Wärme zu einem kontinuierlichen Entfernen der flüchtigen Bestandteile der in dem Ofen behandelten Stoffe führt. Das kontinuierliche Entfernen der flüchtigen Bestandteile und die kontinuierliche Erzeugung einer oxydierenden Atmosphäre im oberen Bereich des Ofens kann die gesamte zum richtigen Verarbeiten der behandelten Stoffe erforderliche Hitze erzeugen, so daß das Verfahren autogen ablaufen kann. Wenn natürlich die in die Behandlung einbezogenen kohlenstoffhaltigen Stoffe nicht genügend flüchtige Bestandteile abgeben, um das Verfahren von selbst aufrechtzuerhalten, muß von außen Hitze in den oberen Bereich des Ofens zugeführt werden, etwa durch Brenner, die in diesem Bereich angeordnet sind, :,o daß die vorgesehenen Reaktionen richtig ablaufen können. Das oben beschriebene Verfahren ist ein kontinuierliches Verfahren, bei dem kohlenstoffhaltige Stoffe kontinuierlich auf einen rotierenden oder sich bewegenden Herd aufgebracht werden und auf diesem verbleiben, bis sie kontinuierlich durch einen Auslaß abgeführt werden. Bei einem Drehofen mit einem zentralen Auslaß für die behandelten Stoffe können am Gewölbe angebrachte Röstschaufeln vorgesehen sein zum Vorschieben der Stoffe zu dem zentralen Auslaß. Diese Röstschaufeln dienen ebenfalls zum Bewegen der Stoffe auf dem Ofenbett.

Falls keine derartigen Röstschaufeln verwendet werden, können Schaber vorgesehen sein, die sich über das wandernde Bett erstrecken und die behandelten Stoffe in Richtung auf den Auslaß bewegen bis an eine Aufnahmestation in der Nähe desselben.

Dieses Verfahren ist bisher erfolgreich für die Erzeugung von Koks aus kohlenstoffhaltigen Stoffen, etwa aus Kohle, angewendet worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die überschüssige Wärme und die beim Verkoken erzeugten reduzierenden Gase nutzbringend verwendet werden.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren gemäß der USA.-Patentschrift 3 227 627, gemäß dem ein wanderndes Ofenbett in einer im wesentlichen luftdichten Kammer vorgesehen ist, auf dem die zu behandelnden Stoffe liegen und unter Wärme flüchtige Bestandteile abgeben, welche mit Luft vermischt werden, die im oberen Bereich der Kammer zugeführt wird, so daß dort eine oxydierende Atmosphäre geschaffen wird, die zum Aufheizen des Gewölbes und der Seitenwände der Ofenkammer und der auf dem Ofenbett liegenden Stoffe dient, wobei weitere flüchtige Bestandteile aus diesen Stoffen freigesetzt werden und die vorgenannte Wirkung verstärken. Wenn die Ofenkammer einen bestimmten Temperaturgradienten erreicht hat, und wenn genügend flüchtige Bestandteile aus den behandelten Stoffen freigesetzt sind, läuft das Verfahren autogen ab. Falls jedoch nicht genügend flüchtige Bestandteile freigesetzt; werden, wird durch Gas- und/oder ölbrenner, die am Gewölbe oder an den Seitenwänden der Ofenkammer angebaut sind, die fehlende Wärme zugeführt.

Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung nach der USA.-Patentschrift 3 475 286, gemäß der eine kontinuierliche Behandlung der flüchtige Bestandteile enthaltenden Stoffe in einem Ofen mit Gewölbe und Seitenwänden und einem rotierenden Herd durchgeführt wird. An dem Rost ist ein zentraler Auslaß vorgesehen zum Abgeben der behandelten Stoffe, und es sind Röstschaufeln im Bereich des Gewölbes angeordnet zum Bewegen der Stoffe auf dem Rost und zum Hinleiten derselben zu dem zentralen Auslaß. Diese Vorrichtung läßt sich ebenfalls zum Behandlen von Stoffen auf autogener Basis verwenden, wenn Luft in den oberen Bereich des Ofens eingeführt wird und mit den ?.us den behandelten Stoffen austretenden flüchtigen Bestandteilen verbrennt. Auch hierbei können öl- und/oder Gasbrenner am Gewölbe oder an den Seitenwänden angebracht sein, um zusätzliche Wärme zuzuführen, falls die von den flüchtigen Bestandteilen erzeugte Wärme nicht ausreicht.

Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden (USA.-Patentanmeldung 22118 vom 30. März 1970) flüchtige Bestandteile enthaltende Stoffe derart zu verarbeiten, daß die Stoffe zuerst auf ein nicht mit Öffnungen versehenes Bett innerhalb des unteren Bereichs einer Verflüchtigungszone gebracht werden, in der eine reduzierende Atmosphäre im Bereich der Stoffe aufrechterhalten wird, und daß gleichzeitig lediglich im oberen Bereich der Verflüchtigungszone eine oxydierende Atmosphäre aufrechterhalten wird, um die flüchtigen Bestandteile in der ersten Schicht wenigstens teilweise auszutreiben, wobei eine zweite Schicht des zu behandelnden Materials auf die erste Schicht kontinuierlich abgelegt wird, um die flüchtigen Bestandteile aus dieser zweiten Schicht wenigstens teilweise auszutreiben, während die Verflüchtigung der flüchtigen Bestandteile aus der ersten Schicht noch andauert.

Gemäß der Erfindung werden nun nach diesen bekannten Verfahren kohlenstoffhaltige Stoffe und mindestens ein Metalloxyd gleichzeitig behandelt, so daß zugleich Koks und ein metallisiertes Erz entsteht. Dies läßt sich auf verschiedene Weisen durchführen.

Es wurde gefunden, daß beim Beschicken der Röstöfen mit Oxydkörnchen od. dgl., welche reich an Metalloxyden sind, zusammen mit Kohle oder einem anderen kohlenstoffhaltigen Material letztere bei Erhitzung innerhalb des Ofens flüchtige Bestandteile abgeben, welche die Oxyde in den Oxydkörnchen od. dgl. reduzieren. Bei fortlaufender Behandlung der Charge vom Einlaß bis zum Auslaß des Ofens wird Luft in den oberen Bereich des Ofens eingeführt, welche sich mit den ius dem kohlenstoffhaltigen Material austretenden Gasen vermischen und eine oxydierende Annosphäre in dem oberen Bereich des Ofens bilden, während im Bereich der behandelten Stoffe eine reduzierende Atmosphäre erhalten bleibt.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel wird zuerst eine Charge kohlenstoffhaltigen Materials auf einen Drehherd gebracht und sodann metalloxydhaltige Stoffe auf die Schicht des kohlenstoffhaltigen Materials aufgebracht und sodann eine zweite Schicht eines kohlenstoffhaltigen Materials auf diese beiden Schichten gebracht. Die Anzahl der Schichten aus kohlenstoffhaltigem Material und metalloxydhaltigem Material kann auch größer gewählt werden, so daß letztlich eine gleichzeitige Produktion von Koks und metallisierten Oxyden aus der eingebrachten Charge resultiert.

Hierbei kann die Metalloxydschicht in den Ofen an einer Stelle des Herdes zwischen dem äußeren Umfang und dem zentral gelegenen Auslaß aufgebracht werden, wobei die Metalloxyde natürlich in einem Bereich eingeführt werden sollten, in dem die aus den kohlenstoffhaltigen Stoffen freigesetzten Gase auch mit den Metalloxyden in Berührung kommen können.

Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich auch unter Änderung der Rohstoffe und der Einführungsarten derselben abwandeln, wobei die Behandlungskammer im wesentlichen luftdicht sein sollte und einen beweglichen Herd aufweisen sollte, auf dem die zu behandelnden Stoffe liegen.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren läßt sich eine vollständige Verbrennung sämtlicher flüchtiger Stoffe innerhalb des Ofens erreichen, in manchen Fällen jedoch nur eine teilweise Oxydierung der flüchtigen Substanzen. Falls ein Teil derselben innerhalb des Ofens nicht oxydiert wird, kann dieser Teil einem Nachbrenner zugeführt werden, wobei die dort entwickelte Hitze an die Oxyde gegeben wird, um diese vor dem Einführen in den Behandlungsraum vorzuerhitzen. Wenn sämtliche oder im wesentlichen sämtliche flüchtigen Bestandteile innerhalb des Ofens oxydiert worden sind, lassen sich die Abgase des Ofens zum Vorerhitzen der in den Ofen einzuführenden Oxyde verwenden. Die von den oben genannten Quellen stammende Wärme kann auch dazu verwendet werden, die kohlenstoffhaltigen Stoffe vorzuerhitzen, welche zur Durchführung des Verfahrens erforderlich sind.

Die Geschwindigkeit der Bewegung des Herdes kann auch einstellbar sein, um die behandelten Stoffe richtig zu verarbeiten. Ebenfalls kann das Verhältnis der kohlenstoffhaltigen Stoffe zu den Oxyden verändert werden, je nach den gewünschten Produkten.
Die Fertigprodukte läßt man nach dem Herausnehmen aus dem Ofen abkühlen, und falls ein feiner Koks gewünscht wird, wird das kombinierte Endprodukt so gekühlt, daß ein Mahlen des Koks gefördert wird. Wenn andererseits große Koksteilchen gewünscht werden, können der Koks und die Metalloxyde so getrennt werden, daß die Koksteilchen möglichst wenig zerfallen.

Der vorstehend erwähnte Herd ist gewöhnlich kreisförmig ausgebildet und in manchen Fällen zu einem zentralen Auslaß hin geneigt. Der Herd kann auch konzentrisch verlaufende Stufen mit an dem Gewölbe des Ofens angebrachten Röstschaufeln haben, welche das Material auf den einzelnen Stufen jeweils von einer zunächst niedrigeren Stufe bewegen und möglicherweise auch durch den zentralen Auslaß im unteren Bereich des Herdes bewegen. Bei nach unten geneigten Herden können ebenfalls am Gewölbe befestigte Röstschaufeln vorgesehen sein zum Umrühren der Behandlungsstoffe auf dem Herd und eventuell zum Herausführen derselben durch einen Auslaß.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum gleichzeitigen Erzeugen von Koks und metallisierten oxydhaltigen Stoffen innerhalb einer im wesentlichen luftdichten Behandlungskammer mit einem Gewölbe und Seitenwänden und einem undurchlässigen bewegbaren Herd zum Aufnehmen der zu behandelnden Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß kohlenstoffhaltige Stoffe, die fähig sind, flüchtige Bestandteile abzugeben, und metalloxydhaltige Stoffe auf den Herd gebracht und erhitzt werden, bis flüchtige Bestandteile austreten, daß diese flüchtigen Bestandteile im oberen Bereich der Behandlungskammer mit Luft vermischt werden zum Erzeugen einer oxydierenden Atmosphäre in diesem Bereich, und daß im Bereich des die behandelnden Stoffe aufnehmenden Herdes eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten wird, wobei die flüchtigen Bestandteile Reaktionsgase für die Reduktion der Metalloxyde bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewölbe mit einem Abgasauslaß versehen ist und daß die aus einem im Gewölbe angeordneten Abgasauslaß daraus austretenden Gase zum Vorerhitzen der kohlenstoffhaltigen Stoffe und/oder der Metalloxyde vor der Einführung in die Behandlungskammer verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines im oberen Bereich der Behandlungskammer angeordneten Brenners zusätzliche Wärme in der Behandlungskammer erzeugt wird.

OJ